Irrigacao localizada

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IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
JOSÉ ANTÔNIO FRIZZONE – frizzone@esalq.usp.br
SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
Gotejamento Microaspersão
Área irrigada no Brasil por sistemas localizados – 350.000 ha
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
O crescimento desta indústria nos países 
desenvolvidos está ocorrendo com base na 
conversão de sistemas por superfície, 
visando otimizar o uso dos recursos 
hídricos disponíveis, por exigência de 
políticas de gerenciamento (outorgas) ou 
por interesses econômicos dos proprietários 
de terras (venda de cotas de água para as 
cidades e indústrias).
A indústria de irrigação localizada é o setor 
mais promissor da irrigação, sendo a que 
apresenta atualmente a maior taxa de 
crescimento no setor.
Particularidade importante das indústrias de IL - a grande 
capacidade de internacionalização de suas atividades, com base 
nas comunidades Israelenses existentes no mundo e que atuam 
com escritórios e fábricas em diferentes países.
Os Israelenses foram os que mais se dedicaram ao 
desenvolvimento e divulgação da IL no mundo, tanto é que, 
das empresas existentes no mercado, as que apresentam 
maior diversidade de produtos são as Israelenses.
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
Os sistemas de IL são considerados os de maior interesse 
comercial atualmente, porém existem evidências suficientes 
de que esses sistemas podem ser muito ineficientes, como 
resultado de problemas técnicos associados à qualidade da 
água, ao manejo inadequado da irrigação e à grande 
exigência de manutenção dos sistemas, resultando sérios 
problemas de obstrução dos emissores.
Outros pontos a serem destacados em favorecimento da IL:
Forte apoio jornalístico (televisão, jornal, revistas especializadas) como solução 
técnica para otimização dos recursos hídricos na agricultura.
Forte apoio político de consulados e embaixadas israelenses em 
proximidades ao governo federal. 
Forte poder intuitivo do método em disseminar a idéia de alta eficiência para o 
público leigo em geral.
Aptidão natural das empresas israelenses em coordenar e difundir 
atividades de assistência técnica e extensão rural.
Sistemas de irrigação muito flexíveis adaptando-se a diferentes condições 
topográficas e geometrias de áreas, inclusive a cultura perenes já implantadas.
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
Observa-se em termos de legislação de recursos a nível nacional e mundial, 
uma preferência intuitiva pelos sistemas de IL em detrimento a outros 
sistemas de irrigação. Tecnicamente, essa preferência generalizada pode ser 
contestada por especialistas da área de irrigação. Mas o gerenciamento dos 
recursos hídricos é feito por membros dos comitês de bacias que nem sempre 
possuem conhecimentos técnicos suficientes para efetuarem essa autocrítica.
Sistemas de irrigação não consomem água. As plantas consomem água 
pelo processo de evapotranspiração.
Por mais que um sistema de IL possa ser bem operado e bem mantido, a 
eficiência de irrigação nem sempre pode superar a eficiência alcançada 
por todos os outros sistemas de irrigação. 
Não existe um único sistema de irrigação considerado ideal, ou seja, 
capaz de atender a todas as condições do meio físico, a todos os 
interesses envolvidos, a todas variedades de culturas e aos objetivos 
econômico-sociais.
ATENÇÃO:
IMPORTANTE:
TERMOS E DEFINIÇÕES
Irrigação localizada - processo de aplicação de água em alta freqüência e 
baixo volume, sobre ou abaixo da superfície do solo, mantendo com alto grau 
de umidade um pequeno volume de solo que contém o sistema radicular das 
plantas.
Emissor é o dispositivo instalado em uma linha lateral de irrigação e 
projetado para descarregar água na forma de gotas, de fluxo contínuo ou por 
microaspersão em pontos discretos ou contínuos. 
TERMOS E DEFINIÇÕES
Emissor “in-line” é aquele que foi 
projetado para instalação entre dois 
trechos de tubo em uma lateral de 
irrigação
Emissor “on-line” é aquele que foi 
projetado para instalação na parede de 
uma lateral de irrigação, quer diretamente 
ou indiretamente por meio de microtubos.
Tubo emissor - tubo contínuo, incluindo tubo colapsável (fita), com 
perfurações ou com outros dispositivos hidráulicos modelados ou 
integrados no tubo durante o processo de fabricação e projetados 
para descarregar água na forma de gotas ou fluxo contínuo.
TERMOS E DEFINIÇÕES
fita gotejadora com labirintos 
modelados
Gotejador integrado – tipo bob
Gotejador integrado – tipo pastilha
TERMOS E DEFINIÇÕES
Microaspersor tipo difusor fixo autocompensante
(regulado)
Proporciona maior 
superfície de solo 
molhado, em 
relação ao 
gotejamento, a um 
menor custo fixo. 
Em solos arenosos 
e na irrigação de 
cultivos arbóreos a 
utilização de 
microaspersores, 
em geral, é mais 
vantajosa que a 
utilização de 
gotejadores, além 
do que são menos 
susceptíveis à
obstrução e menos 
exigentes em 
filtragem da água.
MICROIRRIGAÇÃO
EMISSORES
Microaspersor autocompensante (regulado) com 
asa giratória
Operam a pressões e 
vazões maiores que 
os gotejadores (100 
kPa a 200 kPa; 30 L 
h-1 a 200 L h-1) e, 
portanto, aumentam 
o consumo de 
energia. Nos 
sistemas regulados, 
tanto na 
microaspersão como 
no gotejamento, o 
consumo de energia 
é aumentado. 
São susceptíveis à
deriva e evaporação.
TERMOS E DEFINIÇÕES
Microaspersor não regulado com asa giratória
SELEÇÃO DE EMISSORES
FATORES INTERVENIENTES
• Tipo de solo a ser irrigado 
• Necessidades de água das plantas
• Vazão do emissor
• Qualidade da água
• Vazão disponível
• Condições de vento e demanda evaporativa da atmosfera
• Características topográficas do terreno 
• Custos do emissor e riscos inerentes ao sistema
• Porcentagem de área molhada
Geralmente os emissores que oferecem as características mais 
desejáveis e oferecem os menores riscos ao sistema são mais caros. 
SELEÇÃO DE EMISSORES
QUALIDADES DESEJÁVEIS
• Apresentar vazão pequena e pouco sensível às variações de pressão; 
• Apresentar pequena sensibilidade à obstrução;
• Apresentar resistência à ação química e do ambiente;
• Apresentar estabilidade temporal da relação vazão-pressão;
• Apresentar pequena variação de fabricação;
• Apresentar pequena sensibilidade às variações de temperatura;
• Produzir pequena perda de carga no sistema de conexão emissor-lateral;
• Possuir baixo custo.
SELEÇÃO DE EMISSORES
CONDIÇÕES QUE JUSTIFICAM O USO DE 
EMISSORES REGULADOS
• Quando o custo do emissor regulado é compensado pela redução 
do custo das linhas laterais devido à redução do diâmetro.
• Em terrenos com pouca uniformidade topográfica. À medida que 
a uniformidade topográfica da superfície diminui, com variações 
da direção ou no gradiente de declive, ou em ambos, os sistemas 
com emissores regulados devem ser preferidos para possibilitar 
irrigação com maior uniformidade.
• Quando a pressão da água é proporcionada pela energia de posição,
sem necessidade de bombeamento e, conseqüentemente, sem custos de
energia.
SELEÇÃO DE EMISSORES
BENEFÍCIOS DO USO DE EMISSORES REGULADOS
● Possibilita o controle do tamanho das gotas reduzindo o efeito dos 
ventos, mantendo uniforme o padrão de aplicação de água e o diâmetro 
da área molhada por microaspersores;
● O projetista pode optar por redução do diâmetro das tubulações das 
linhas laterais e de derivação, para um comprimento fixo, ou manter o 
diâmetro e aumentar o comprimento, especialmente quando se dispõe de 
alta pressão, reduzindo os custos fixos associados às tubulações nas 
subunidades de irrigação;
● A uniformidade de aplicação de água é mantida em terrenos com baixa 
uniformidade topográfica. Isso é particularmente importante nos cultivos 
em terrenos acidentados;
● Os reguladores de fluxo podem prolongar a vida dos emissores e reduzir 
o desgaste e o rompimento dos dispositivos rotativos dos 
microaspersores;
● Para um determinado tipo de regulador de fluxo pode-se combinar 
diferentes tamanhos de bocais, possibilitando modificações no padrão de 
aplicação de água por microaspersores e no tamanho das gotas.
LIMITAÇÕES DO USO DE EMISSORESREGULADOS
● Requer energia adicional, o que significa maior custo operacional
● O emissor regulado é um item caro e um grande número de emissores pode 
aumentar significativamente o custo total do sistema. Aumentando a distância 
entre emissores é mais provável obter benefício econômico do mecanismo de 
regulação
● O mecanismo de regulação do emissor é um componente adicional com 
potenciais problemas: depósitos de fertilizantes, cálcio e ferro e ações de ácidos 
e cloro podem danificar as membranas de regulação e prejudicar o 
funcionamento normal do emissor
● Altas pressões de operação podem reduzir a vida útil dos tubos de polietileno 
além de facilitar o escape de emissores on-line da tubulação, principalmente 
quando exposta ao sol
● Tem-se observado que alguns emissores regulados, submetidos continuamente a 
altas pressões, em inícios de linhas laterais, têm menor durabilidade de 
funcionamento normal.
SELEÇÃO DE EMISSORES
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DOS 
SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
A aplicação de água é feita nas proximidades das plantas , em 
um ou mais pontos de emissão, molhando apenas uma fração da 
área cultivada.
Culturas com grandes espaçamentos (árvores):
Climas úmidos - área molhada máxima de 67% e mínima de 20% 
da área total ocupada pela árvore.
Clima árido e semi-árido – área molhada mínima de 33%.
Culturas anuais em fileiras, deve-se umedecer uma faixa contínua 
de solo para beneficiar uma ou duas fileiras,mantendo-se a área 
molhada entre 33% e 67%.
A aplicação de água é feita em pequenas vazões e baixas 
pressões, sobre ou abaixo da superfície do solo, ou por 
pulverização da água no ar; 
Ao reduzir o volume de solo molhado e, portanto, o volume de 
água armazenado, deve-se irrigar com a freqüência necessária 
para manter no solo um alto grau de umidade.
A uniformidade de aplicação de água depende da uniformidade de 
vazão dos emissores e a estratégia de dimensionamento do 
sistema deve focar a obtenção de alta uniformidade de emissão.
O balanço entre água aplicada e evapotranspiração é mantido em 
períodos entre 24 h e 72 h. 
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DOS 
SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
a água é restrita e cara;
os solos são arenosos, pedregosos e com topografia irregular;
as culturas são de alto valor econômico;
o agricultor tem adequado nível educacional.
POTENCIAL DE USO DA IRRIGAÇÃO 
LOCALIZADA
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA - VANTAGENS
Economia de água
Favorece o desenvolvimento e produção das plantas
Reduz o risco da salinidade para as plantas 
Alta eficiência na aplicação de fertilizantes e outros produtos 
químicos
Limita o desenvolvimento e a disseminação de ervas daninhas
Reduz a exigência de mão-de-obra para operação 
Reduz o consumo de energia 
Facilita as práticas culturais
Justifica o uso de terras marginais na agricultura 
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA - LIMITAÇÕES
Permanente necessidade de manutenção
- obstrução dos emissores (química, física, biológica, formigas, insetos)
- rompimento de tubulações
- danos e falhas em acessórios e equipamentos
- danos às tubulações de PE por animais roedores e acidentes nas
práticas culturais
Minimização da obstrução - São duas as alternativas (a) desenvolvimento 
de emissores menos sensíveis à obstrução; (b) manutenção preventiva 
incluindo filtragem da água e tratamento químico; lavagem das linhas 
laterais e inspeções de campo. Isto significa aumento dos custos de 
manutenção, de reposição de peças,de recuperação e de inspeção
Acumulação de sais próximo às plantas
Limita o desenvolvimento do sistema radicular
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA - LIMITAÇÕES
Limitações técnicas e econômicas
Há grande necessidade de constantes aperfeiçoamentos técnicos no 
projeto de emissores, sistemas de filtragem e de controle.
Desenvolvimento de técnicas para prevenir ou corrigir os problemas de 
obstrução dos emissores e falhas de equipamentos nem sempre tem 
alcançado sucesso.
Dificuldades são encontradas no desenvolvimento de métodos para 
injeção de fertilizantes e outros produtos químicos.
São necessários melhores projetos, programas de manejo e 
manutenção. Como esses sistemas operam a baixa pressão, pequenas 
variações na pressão dos emissores podem causar grandes variações 
de vazão e, como conseqüência, a uniformidade de distribuição de água 
pode ser reduzida a níveis indesejáveis.
Os sistemas de IL são fixos e requerem grandes quantidades de 
tubulações e acessórios. Conseqüentemente, o investimento de capital 
no sistema é elevado.
Do custo inicial total de um sistema de IL, as tubulações representam 
cerca de 60% a 70%. As linhas laterais podem corresponder a 40%, os 
emissores 5 a 10% e o cabeçal de controle entre 10% e 20%.
Em 1 ha de citros utilizam-se aproximadamente 1900 m de linhas 
laterais e 500 a 1500 emissores enquanto, em videiras, utilizam-se até
3000 m dessas tubulações e cerca de 2000 emissores.
MICROIRRIGAÇÃO
LIMITAÇÕES
Limitações técnicas e econômicas
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
ESQUEMAS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO
DEFINIÇÕES
• SUBUNIDADE DE IRRIGAÇÃO
É a superfície dominada por um regulador de pressão. Essa superfície é irrigada 
simultaneamente a partir do ponto onde se regula a pressão de entrada de 
água. No caso limite em que cada lateral tem um regulador de pressão, a 
subunidade de irrigação estaria formada por uma única lateral. Constitui a base 
de dimensionamento da linha de derivação.
• UNIDADE DE IRRIGAÇÃO
É a superfície formada pelo conjunto de subunidades de irrigação operando 
simultaneamente a partir do mesmo ponto onde se controla o volume de água, 
caso se utilize uma válvula volumétrica, ou o tempo de irrigação, caso se utilize 
uma eletroválvula. Constitui a base de dimensionamento da linha secundária.
• UNIDADE OPERACIONAL DE IRRIGAÇÃO
É a superfície formada pelas unidades de irrigação que operam simultaneamente 
a partir do mesmo cabeçal de controle. Constitui a base de dimensionamento 
linha principal, do cabeçal de controle e do conjunto motobomba. 
SUB-UNIDADE 3 SUB-UNIDADE 4
LP
 2
UNIDADE 1 = SUB-UNIDADE 1 + SUB-UNIDADE 2
UNIDADE 2 = SUB-UNIDADE 3 + SUB-UNIDADE 4
UNIDADE 3 = SUB-UNIDADE 5 + SUB-UNIDADE 6
UNIDADE 4 = SUB-UNIDADE 7 + SUB-UNIDADE 8
UNIDADES OPERACIONAIS DE IRRIGAÇÃO (UOP):
UOP 1 = UNIDADE 1 + UNIDADE 2
UOP 2 = UNIDADE 4 + UNIDADE 4
CC - Cabeçal de controle
LP 1 - Linha principal 
LP 2 - Linha principal conduzindo 50% da vazão de PL 1
LS - Linha secundária
LD - Linha de derivação
LL - Linha lateral
VV - Válvula volumétrica
RP - Regulador de pressão
 VV
CC
LP 1
SUB-UNIDADE 5SUB-UNIDADE 6
SUB-UNIDADE 7SUB-UNIDADE 8
LS
SUB-UNIDADE 1L
D
emissor
SUB-UNIDADE 2
RP
LL
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
ESQUEMAS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA 
ESQUEMS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO
SUB-UNID AD E 2
SUB-UNID AD E 3 SUB-UNID AD E 4
LP
 1
LP
 2
LD
SUB-UNID AD E 1LL
C C
S
U
B
-U
N
ID
A
D
E
 2
S
U
B
-U
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ID
A
D
E
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LP
S
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B
-U
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ID
A
D
E
 3
LD
S
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B
-U
N
ID
A
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E
 1
LL
 LS 1 LS 2
CC
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
ESQUEMAS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO
S
U
B
-U
N
ID
A
D
E
 2
S
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B
-U
N
ID
A
D
E
 3
S
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B
-U
N
ID
A
D
E
 4
LP
 1
LP
 2
LD
S
U
B
-U
N
ID
A
D
E
 1
LL
CC
declive
d
eclive
MICROIRRIGAÇÃO
ESQUEMAS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO
S
U
B
-U
N
ID
A
D
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ID
A
D
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ID
A
D
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LP
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LP
 2
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U
B
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N
ID
A
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LL
CC
LD
S
U
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ID
A
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E
 5
S
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B
-U
N
ID
A
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U
B
-U
N
ID
A
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 7
S
U
B
-U
N
ID
A
D
E
 8
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
ESQUEMAS DE INSTALAÇÃO E OPERAÇÃO
CABEÇAL DE CONTROLE
LINHAS DE DERIVAÇÃO E LATERAIS
REGULADOR DE PRESSÃO
LINHAS DE DERIVAÇÃO E LATERAIS
LINHAS LATERAIS ENTERRADAS
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS EMISSORES
• RELAÇÃO VAZÃO-PRESSÃO
xHkq =
q : vazão do emissor (L h-1);
K : constante ou coeficiente de descarga característico do emissor e 
corresponde à vazão do emissor na pressão unitária;
H : pressão hidráulica na entradado emissor (mca ou kPa; 1 mca=10 kPa);
X : expoente de descarga do emissor, caracterizado pelo regime de fluxo 
dentro do emissor e pelos dispositivos de dissipação de energia e/ou de 
regulação.
Valores típicos do expoente de descarga (x) dos emissores
Microtubo - > 0,75
Helicoidal - 0,65 a 0,75
Orifício, labirinto - 0,45 a 0,60
Vórtice - 0,40 a 0,45
Regulados - < 0,40
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40
Variação de pressão (%)
V
a
ri
a
çã
o
 d
e
 v
a
zã
o
 (
%
)
x=1,00
x=0,80
x=0,50
x=0,25
x=0,00
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS EMISSORES
Relação entre variação de vazão e variação de pressão
q = 5,1559H 0,5001
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Pressão (kPa)
V
a
zã
o
 (
L 
h
-1
)
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Pressão (kPa)
V
a
zã
o
 (
L 
h
-1
)
q = 1,665 H 0,155
(para H > 50 kPa)
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS EMISSORES
•Curva características 
de um microaspersor 
não regulado
•Curva característica 
de um gotejador 
regulado
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS EMISSORES
• COEFICIENTE DE VARIAÇÃO DE FABRICAÇÃO
m
q
q
S
CVF =
A norma EP 405.1 (ASAE, 1999) classifica os emissores da seguinte forma:
Para gotejadores e microaspersores
CVF ≤ 0,05 Uniformidade excelente
0,05 < CVF ≤ 0,07 Uniformidade média
0,07 < CVF ≤ 0,10 Uniformidade baixa
0,10 < CVF ≤ 0,15 Uniformidade marginal
CVF > 0,15 Uniformidade inaceitável.
Para tubos gotejadores
CVF ≤ 0,10 Uniformidade boa
0,10 < CVF ≤ 0,20 Uniformidade média
CVF > 0,20 Uniformidade marginal a inaceitável 
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS EMISSORES
≤ 10≤ 10B
≤ 5≤ 5A
CVF
(%)
Desvio da vazão observada 
em relação à vazão nominal, 
na pressão de serviço (%)
Categoria de 
uniformidade
A ISO 9261 (2004) e a ABNT/CE 04:015.08-016 (2005) 
classificam os emissores em duas categorias de uniformidade
IRRIGAÇÃO LOCALIZADA
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS DOS EMISSORES
67,223065,482064,8810
66,082965,241964,759
64,532863,981863,758
64,252763,881763,607
64,152663,801663,386
63,252562,731562,405
63,122462,661462,234
62,952362,581362,003
61,822261,581261,202
60,522159,801157,951
Vazão (L h-1)EmissorVazão (L h-1)EmissorVazão (L h-1)Emissor
Resultados do ensaio de um microaspersor não regulado (pressão =
150 kPa; vazão nominal qn = 64 L h-1)
qm = 63,2 L h-1; Sq = 1,89 L h-1; CVF = 2,99 %